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第一章 粘土胶体化学基础 （4学时） 第一章 粘土胶体化学基础 从胶团结构式可以看出，构成胶粒的核心物质，决定电位离子(定势离子)和反离子。 ?关于粘土胶团，现以某种纯的钠蒙脱石为例，其胶团结构可表示为： 若KI过量，则I-离子优先被吸附，此时其胶团结构为： Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 第一章 粘土胶体化学基础 胶体分散系统中的胶团具有层状结构，从内到外分别是胶核、吸附层(又称Stern层)和扩散层。 胶核的表面带有固定数目的电荷(对于不同类型的胶体颗粒，有的胶核带正电，有的胶核带负电荷)；吸附层中的电荷总是与胶核所带电荷相反，电荷量比胶核的电荷量小；扩散层也带有与胶核相反的电荷，电荷量也比胶核的电荷量小，但吸附层和扩散层中的电荷总量等于胶核的电荷总量，使得整个胶团呈电中性。扩散层的电荷分布随距胶核表面的距离的增大而下降，直到溶液本体处下降为零。 法扬斯法则：当离子键固体从溶液中吸附离子时，若溶液中的离子能与固体中的异号离子形成难溶物，则这种离子优先被吸附．这条规律叫法扬斯法则。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 第一章 粘土胶体化学基础 总之，组成胶核的分子或原子一般为几百至几千个，反离子的电荷数等于定势离子的电荷数，所以胶团是电中性的。在布朗运动中，胶粒运动．而扩散层的反离子则由于与定势离子的静电引力减弱，扩散层变厚。 ?? Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 第一章 粘土胶体化学基础 ?（1）扩散双电层的形成与结构 3）扩散双电层理论与电动电位 ?1924年，Stern提出了较完善的扩散双电层理论，其要点如下：从胶团结构可知，既然胶体粒子带电，那么在它周围必然分布着电荷数相等的反离子，于是在固液界面形成双电层。双电层中的反离子，一方面受到固体表面电荷的吸引，靠近固体表面；另一方面，由于反离子的热运动，又有扩散到液相内部去的能力。这两种相反作用的结果，使得反离子扩散地分布在胶粒周围，构成扩散双电层。在扩散双电层中反离子的分布是不均匀的，靠近固体表面处密度高，形成紧密层(吸附层)，如图1-5. 图1-5扩散双电层示意图 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 第一章 粘土胶体化学基础 扩散双电层：从固体表面到过剩正电荷为零的部分，由吸附层和扩散层两部分组成。 其中吸附层是固体表面紧密吸附的反离子和水分子所组成的部分（反离子是溶剂化的，构成吸附溶剂化层）；而扩散层则是反离子和水分子吸附力较弱的部分。吸附层和扩散层的分界面称为滑动面。固体运动时带着吸附层一起运动。 从固体表面到均匀液相的电势降称为表面电势ф0；从滑动面到均匀液相的电势降称为ξ—电势。 从扩散双电层的物理图象出发，根据电荷的分布规律，可以导出电动方程 式中：ξ—从滑动面到均匀液相的电势降，伏 η—介质粘度 ，牛顿·秒/米2 ，1牛顿·秒/米2=10泊=1000厘泊 u—电泳速度 米/秒 ε—介电常数 ，ε=ε0εr，ε0=8.85×10-12库仑2牛顿-1米-2； E—电场强度 伏/米 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 第一章 粘土胶体化学基础 粘土矿物晶体层面与端面结构不同，因此，可以形成两种不同的双电层，这就是所谓粘土胶体双电层的两重性。 ?（2）粘土溶胶—悬浮体双电层的特点 如面所述，在蒙脱石和伊利石的晶格里，硅氧四面体晶片中部分Si4+可被Al3+取代，铝氧八面体晶片中部分A13+可被Mg2+或Fe2+等取代。这种晶格取代作用造成粘土晶格表面上带永久负电荷，于是它们吸附等电量的阳离子